JP2011247106A - Pump - Google Patents

Pump Download PDF

Info

Publication number
JP2011247106A
JP2011247106A JP2010118557A JP2010118557A JP2011247106A JP 2011247106 A JP2011247106 A JP 2011247106A JP 2010118557 A JP2010118557 A JP 2010118557A JP 2010118557 A JP2010118557 A JP 2010118557A JP 2011247106 A JP2011247106 A JP 2011247106A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pump
valve
check valve
chamber
valve chamber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010118557A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5440380B2 (en
Inventor
Kenichiro Kawamura
憲一郎 川村
Masayuki Miyamoto
昌幸 宮本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
Priority to JP2010118557A priority Critical patent/JP5440380B2/en
Publication of JP2011247106A publication Critical patent/JP2011247106A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5440380B2 publication Critical patent/JP5440380B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Details Of Reciprocating Pumps (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Check Valves (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a pump that executes efficient operation regardless of the liquid feeding state of fluid and the use frequency of a pump regarding a pump which transports fluid by operating a driving part.SOLUTION: The pump includes: a pump body 2 having a pair of valve chambers 10a, 10b, which respectively includes a valve-chamber inlet 12 or 1ba, a valve-chamber outlet 1bb or 13, and a check valve 11 for opening/closing the valve-chamber inlet, and a pump chamber 20 communicating with the valve chambers 10a, 10b; and a driving part 1 for changing the volume of the pump chamber 20. The rigidity of each check valve 11 provided in each valve chamber 10a, 10b is made different from each other.

Description

本発明は、駆動部を動作させることにより流体を輸送するポンプに関するものである。   The present invention relates to a pump that transports fluid by operating a drive unit.

燃料電池の燃料輸送用ポンプとして圧電ポンプが利用されている。このような圧電ポンプは、例えば特許文献１に開示されている。この特許文献１に開示された圧電ポンプは、図７に示すように、圧電振動子５１ａを利用してダイヤフラム５１ｂを振動させることでポンプ室本体５２内の体積を変化させて流体を送液するものである。弁室１１０ａ、１１０ｂの内部には、流体の逆流を防ぐ逆止弁１１１が設けられている。この逆止弁１１１は支持部１１１ａ及び可撓部１１１ｂを有しており、流体の弁室流入圧が弁室流出圧よりも小さいときは、可撓部が流路を塞ぐ。また、弁室流入圧が弁室流出圧よりも大きいときには、可撓部が流路を解放するように撓むものである。   Piezoelectric pumps are used as fuel transportation pumps for fuel cells. Such a piezoelectric pump is disclosed in Patent Document 1, for example. As shown in FIG. 7, the piezoelectric pump disclosed in Patent Document 1 uses a piezoelectric vibrator 51a to vibrate a diaphragm 51b, thereby changing the volume in the pump chamber body 52 and feeding fluid. Is. A check valve 111 is provided in the valve chambers 110a and 110b to prevent the backflow of fluid. This check valve 111 has a support part 111a and a flexible part 111b, and when the valve chamber inflow pressure of fluid is smaller than the valve chamber outflow pressure, the flexible part closes the flow path. Further, when the valve chamber inflow pressure is larger than the valve chamber outflow pressure, the flexible portion bends to release the flow path.

特開平２−２４５４８２号公報JP-A-2-245482

このような逆止弁が設けられる流路では、流体を送液する際に不具合が起きる可能性がある。例えば、流体の送液後にポンプを停止してしばらく放置すると、ポンプの内部に残留している流体が蒸発することがある。すると、逆止弁の可撓部と弁室の内壁との間にある空気の気圧が弁室内に比べて低くなり、逆止弁の吸着性が高まる。このため次回使用時に逆止弁が開きにくくなることがある。   In the flow path in which such a check valve is provided, there is a possibility that a problem occurs when the fluid is fed. For example, if the pump is stopped after the fluid is fed and left for a while, the fluid remaining inside the pump may evaporate. Then, the air pressure between the flexible portion of the check valve and the inner wall of the valve chamber is lower than in the valve chamber, and the adsorbability of the check valve is increased. For this reason, the check valve may be difficult to open at the next use.

前記のように逆止弁が弁室に吸着してしまうと、ポンプの機能が停止する不具合が生じ問題となる。   If the check valve is adsorbed to the valve chamber as described above, a problem that the function of the pump stops occurs and becomes a problem.

前記問題点を解決するために、本発明は、弁室流入口、弁室流出口及び弁室流入口の開閉を行う逆止弁を有する一対の弁室、ならびに前記弁室と連通しているポンプ室を備えているポンプ本体と、前記ポンプ室の体積を変化させるための駆動部とを備え、前記逆止弁は支持部及び前記支持部に支持された可撓部から構成されており、前記逆止弁の可撓部は剛性を部分的に異ならせることを特徴とするポンプを提供する。   In order to solve the above problems, the present invention communicates with a valve chamber inlet, a valve chamber outlet, a pair of valve chambers having a check valve for opening and closing the valve chamber inlet, and the valve chamber. A pump main body having a pump chamber, and a drive unit for changing the volume of the pump chamber, the check valve is composed of a support part and a flexible part supported by the support part; The flexible portion of the check valve may have a partially different rigidity.

先行技術は、逆止弁の円周方向の剛性が均一であるために流体の順方向の圧力が逆止弁に一様にかかることとなり、開口の起点が生まれにくい。そこで本発明では、逆止弁の円周方向の剛性を部分的に異ならせる改良を施している。逆止弁の可撓部は剛性の低い部分と高い部分から成り、このことによって剛性の低い部分が逆止弁と弁室が離れる起点として作用し、逆止弁が弁室に吸着してしまう不具合が解消される。   In the prior art, since the circumferential rigidity of the check valve is uniform, the forward pressure of the fluid is uniformly applied to the check valve, and the starting point of the opening is hardly generated. Therefore, in the present invention, an improvement is made to partially vary the rigidity of the check valve in the circumferential direction. The flexible part of the check valve consists of a low rigidity part and a high rigidity part. This causes the low rigidity part to act as a starting point for separating the check valve from the valve chamber, and the check valve is adsorbed to the valve chamber. The problem is solved.

また本発明は、逆止弁の可撓部において、剛性の低い部分の領域が剛性の高い部分の領域よりも小さいことが望ましい。この場合は、順方向の圧力が狭い領域に集中して加わることで、逆止弁の開口に必要な順方向の圧力が低くなり、容易に逆止弁全体を撓ませることができる。   In the present invention, it is desirable that the region of the low rigidity portion of the flexible portion of the check valve is smaller than the region of the high rigidity portion. In this case, since the forward pressure is concentrated and applied in a narrow region, the forward pressure required for opening the check valve is reduced, and the entire check valve can be easily bent.

また本発明は、逆止弁の剛性の低い部分に逆止弁のシール面を含むことが望ましい。この場合は、逆止弁の開口部分の剛性が低いほど逆止弁の順方向の圧力を低くすることができるので、より容易に逆止弁全体を撓ませることができ、ポンプを効率よく駆動させることができる。   Further, in the present invention, it is desirable that the check valve includes a sealing surface of the check valve in a portion having low rigidity. In this case, the lower the rigidity of the check valve opening, the lower the pressure in the forward direction of the check valve, so the entire check valve can be bent more easily and the pump can be driven efficiently. Can be made.

また本発明は、前記逆止弁のシール面が弁室流入口の近傍にあることが望ましい。この場合は、弁室流入口から加わった順方向の圧力が直接逆止弁の剛性が低い部分を押し上げるので、より低い順方向の圧力で逆止弁を撓ませることができ、ポンプを効率よく駆動させることができる。   In the present invention, it is preferable that the check surface of the check valve is in the vicinity of the valve chamber inlet. In this case, the forward pressure applied from the valve chamber inlet directly pushes up the low-stiffness part of the check valve, so the check valve can be bent with a lower forward pressure and the pump can be operated efficiently. It can be driven.

本発明によれば、剛性の低い部分が逆止弁と弁室が離れる起点として作用し、逆止弁と弁室の内壁が吸着する不具合を防ぐことができる。   According to the present invention, the portion having low rigidity acts as a starting point where the check valve and the valve chamber are separated from each other, thereby preventing a problem that the check valve and the inner wall of the valve chamber are adsorbed.

本発明のポンプの中央断面概略図である。It is a center section schematic diagram of the pump of the present invention. 本発明のポンプの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the pump of this invention. 実施形態１の弁室の断面図と逆止弁の斜視図である。It is sectional drawing of the valve chamber of Embodiment 1, and a perspective view of a non-return valve. 変形例１の逆止弁の斜視図である。6 is a perspective view of a check valve according to Modification 1. FIG. 変形例２の逆止弁の斜視図と側面図である。It is the perspective view and side view of a check valve of modification 2. 変形例３の逆止弁の斜視図である。FIG. 10 is a perspective view of a check valve of a third modification. 先行技術を説明するポンプの中央断面概略図である。It is a center section schematic diagram of a pump explaining a prior art.

以下に、本発明に係るポンプの好ましい実施形態として、圧電ポンプについて説明する。   Hereinafter, a piezoelectric pump will be described as a preferred embodiment of the pump according to the present invention.

（実施形態１）
図１は本実施形態に係るポンプ１００の中央縦断面概略図である。本実施形態のポンプ１００は燃料電池の燃料輸送用ポンプとして用いた例であり、ポンプ本体２と、前記ポンプ本体２の体積を変化させるための駆動部１から構成されている。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a schematic diagram of a central longitudinal section of a pump 100 according to this embodiment. The pump 100 of the present embodiment is an example used as a fuel transport pump for a fuel cell, and includes a pump body 2 and a drive unit 1 for changing the volume of the pump body 2.

図２はポンプ１００の分解斜視図である。以下、図１と図２を参照しながら説明を行う。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the pump 100. Hereinafter, description will be made with reference to FIGS. 1 and 2.

本実施形態の駆動部１は、圧電振動子１ａとダイヤフラム１ｂから構成されている。   The drive unit 1 according to the present embodiment includes a piezoelectric vibrator 1a and a diaphragm 1b.

ポンプ本体２は、ポンプ室天板６５の上部に順次積層固着された流路板６０、ポンプ室板６１、ダイヤフラム１ｂ、弁室板６２、及び底板６３でもって構成されており、内部には弁室１０ａ、１０ｂとポンプ室２０とを有する。なお、ダイヤフラム１ｂは駆動部１の一部を兼ねている。これらの部材は、例えばＰＥＴシートで形成されている。   The pump body 2 includes a flow path plate 60, a pump chamber plate 61, a diaphragm 1b, a valve chamber plate 62, and a bottom plate 63 that are sequentially stacked and fixed on the top of the pump chamber top plate 65. The chambers 10a and 10b and the pump chamber 20 are provided. The diaphragm 1b also serves as a part of the driving unit 1. These members are formed of, for example, a PET sheet.

ポンプ本体２の一部を構成する流路板６０は、ポンプ室天板６５の直上に積層されている。流路板６０には、中心部をくの字状に走る流路溝６０ａが形成されている。この流路溝６０ａは、ポンプ１００の流路の一部として形成されている。   The flow path plate 60 constituting a part of the pump main body 2 is stacked immediately above the pump chamber top plate 65. The flow path plate 60 is formed with a flow path groove 60a that runs in the shape of a dogleg at the center. The flow channel groove 60 a is formed as a part of the flow channel of the pump 100.

ポンプ室板６１は流路板６０の直上に積層されている。このポンプ室板６１は中心部を円盤形にくりぬいた形状に構成されており、その円盤形のくりぬき孔６１ａから左右に細く繋がる溝６１ｂ、６１ｃが形成されている。この溝６１ｂ、６１ｃは、流路の一部として形成されている。   The pump chamber plate 61 is stacked immediately above the flow path plate 60. The pump chamber plate 61 is formed in a shape in which a central portion is hollowed out into a disk shape, and grooves 61b and 61c are formed that are narrowly connected to the left and right from the disk-shaped hollow hole 61a. The grooves 61b and 61c are formed as a part of the flow path.

ダイヤフラム１ｂはポンプ室板６１の直上に積層されている。このダイヤフラム１ｂには、図面上で左右の領域それぞれに流路孔の一部となる弁室流入口１ｂａ、弁室流出口１ｂｂが形成されている。弁室流入口１ｂａはポンプ室２０に連通しており、ポンプ室の流出口を兼ねる。同様に、弁室流出口１ｂｂはポンプ室２０に連通しており、ポンプ室の流入口を兼ねる。   Diaphragm 1b is laminated directly on pump chamber plate 61. The diaphragm 1b is formed with a valve chamber inlet 1ba and a valve chamber outlet 1bb which are part of the flow path holes in the left and right regions in the drawing. The valve chamber inlet 1ba communicates with the pump chamber 20 and also serves as an outlet of the pump chamber. Similarly, the valve chamber outlet 1bb communicates with the pump chamber 20 and also serves as the inlet of the pump chamber.

ポンプ室２０は、ポンプ室天板６５、流路板６０、ポンプ室板６１、及びダイヤフラム１ｂから構成されている。このポンプ室２０は、具体的にはポンプ室板６１のくりぬき孔６１ａ及び流路板６０の流路溝６０ａで構成されており、ポンプ室２０の内部には流体保持用部材６４が非固定状態で配置されている。   The pump chamber 20 includes a pump chamber top plate 65, a flow channel plate 60, a pump chamber plate 61, and a diaphragm 1b. Specifically, the pump chamber 20 includes a hollow 61 a of the pump chamber plate 61 and a channel groove 60 a of the channel plate 60, and a fluid holding member 64 is not fixed inside the pump chamber 20. Is arranged in.

流体保持用部材６４はポンプ室２０よりもひとまわり小さい円盤形のＰＥＴシートであり、中央に開口が形成されている。流体保持用部材６４はポンプ室２０の内壁との間に表面張力で流体を保持しており、ポンプ室２０にかかる圧力と流量の調整を行う役目を担う。   The fluid holding member 64 is a disk-shaped PET sheet that is slightly smaller than the pump chamber 20 and has an opening at the center. The fluid holding member 64 holds fluid with surface tension between the inner wall of the pump chamber 20 and plays a role of adjusting the pressure and flow rate applied to the pump chamber 20.

圧電振動子１ａはダイヤフラム１ｂの直上に接着されている。圧電振動子１ａは例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）製の矩形状の薄板で、両面に電極が形成されたものである。圧電振動子１ａの電極に交流信号を印加することによって駆動部１が屈曲振動を行い、ポンプ室２０の拡張／収縮を繰り返す。   The piezoelectric vibrator 1a is bonded directly above the diaphragm 1b. The piezoelectric vibrator 1a is a rectangular thin plate made of, for example, PZT (lead zirconate titanate), and has electrodes formed on both sides. By applying an AC signal to the electrode of the piezoelectric vibrator 1 a, the driving unit 1 performs bending vibration and repeats expansion / contraction of the pump chamber 20.

弁室板６２は同じくダイヤフラム１ｂの直上に積層されている。この弁室板６２は圧電振動子１ａを納める開口部を有し、図面上で左右の領域それぞれに流路の一部となる大径で円盤形の孔６２ａ、６２ｂが形成されている。   The valve chamber plate 62 is also laminated immediately above the diaphragm 1b. The valve chamber plate 62 has an opening for receiving the piezoelectric vibrator 1a, and large-diameter disk-shaped holes 62a and 62b that are part of the flow path are formed in the left and right regions in the drawing.

底板６３は弁室板６２の直上に配置されている。底板６３には、図面上で左右の領域それぞれに流路の一部となる弁室流出口１３、弁室流入口１２が設けられている。   The bottom plate 63 is disposed immediately above the valve chamber plate 62. The bottom plate 63 is provided with a valve chamber outlet 13 and a valve chamber inlet 12 that are part of the flow path in each of the left and right regions in the drawing.

弁室１０ａ、１０ｂは、ダイヤフラム１ｂ、弁室板６２、及び底板６３から構成されている。弁室１０ａには弁室流入口１２、弁室流出口１ｂｂ、及び逆止弁１１が設けられており、前記逆止弁１１は弁室流入口１２を覆うように配置されている。一方、弁室１０ｂには弁室流入口１ｂａ、弁室流出口１３、及び逆止弁１１が設けられており、前記逆止弁１１はダイヤフラム１ｂに形成された弁室流入口１ｂａを覆うように配置されている。   The valve chambers 10a and 10b are composed of a diaphragm 1b, a valve chamber plate 62, and a bottom plate 63. The valve chamber 10 a is provided with a valve chamber inlet 12, a valve chamber outlet 1 bb, and a check valve 11, and the check valve 11 is arranged so as to cover the valve chamber inlet 12. On the other hand, the valve chamber 10b is provided with a valve chamber inlet 1ba, a valve chamber outlet 13, and a check valve 11. The check valve 11 covers the valve chamber inlet 1ba formed in the diaphragm 1b. Is arranged.

ポンプ１００の流路は、弁室流入口１２から、弁室板６２の孔６２ｂ、弁室流出口１ｂｂ、ポンプ室板６１の溝６１ｃを経由して、ポンプ室２０に設けられている流路溝６０ａを通り、さらにポンプ室板６１の溝６１ｂ、弁室流入口１ｂａ、弁室板６２の孔６２ａを経由して、弁室流出口１３に至るように構成されている。   The flow path of the pump 100 is a flow path provided in the pump chamber 20 from the valve chamber inlet 12 via the hole 62b of the valve chamber plate 62, the valve chamber outlet 1bb, and the groove 61c of the pump chamber plate 61. It passes through the groove 60a and further reaches the valve chamber outlet 13 through the groove 61b of the pump chamber plate 61, the valve chamber inlet 1ba, and the hole 62a of the valve chamber plate 62.

図３（Ａ）は逆止弁１１が固定されている弁室１０ｂの断面図、図３（Ｂ）は逆止弁１１の斜視図である。   3A is a cross-sectional view of the valve chamber 10b to which the check valve 11 is fixed, and FIG. 3B is a perspective view of the check valve 11.

弁室１０ｂには、４つの弁室流入口１ｂａが円周方向に等間隔に形成されており、それらの中心に逆止弁１１を固定するための挿入穴１ｂｃが形成されている。   In the valve chamber 10b, four valve chamber inlets 1ba are formed at equal intervals in the circumferential direction, and an insertion hole 1bc for fixing the check valve 11 is formed at the center thereof.

逆止弁１１は支持部１１ａ及び可撓部１１ｂから構成されている。本実施形態の逆止弁１１はシリコンゴムで形成されており、複雑な形状が容易に成形できる。   The check valve 11 includes a support portion 11a and a flexible portion 11b. The check valve 11 of this embodiment is formed of silicon rubber, and a complicated shape can be easily formed.

支持部１１ａは円柱形状をしており、二段軸１１ｅが形成されている。図中の点線で表されているのが支持部１１ａの主軸である。主軸の周りには円周方向に主軸よりも厚みのある段差が設けられており、これが二段軸１１ｅである。この支持部１１ａの主軸が弁室１０ｂの挿入穴１ｂｃに固定されている。   The support portion 11a has a cylindrical shape, and a two-stage shaft 11e is formed. The main axis of the support portion 11a is represented by a dotted line in the drawing. A step having a thickness larger than that of the main shaft is provided in the circumferential direction around the main shaft, and this is a two-step shaft 11e. The main shaft of the support portion 11a is fixed to the insertion hole 1bc of the valve chamber 10b.

可撓部１１ｂは支持部１１ａの主軸を中心として円盤形に形成されており、主軸に対し二段軸１１ｅ方向に斜めに傾斜した状態で支持されている。可撓部１１ｂは流体の圧力に従って撓み、形を変形させる。   The flexible portion 11b is formed in a disc shape with the main shaft of the support portion 11a as a center, and is supported in an inclined state in the direction of the two-stage shaft 11e with respect to the main shaft. The flexible part 11b bends according to the pressure of the fluid and deforms its shape.

二段軸部分１１ｅを設けることで、可撓部１１ｂ全体が弁室流入口１ｂａの形成された面全体に貼りついてしまう不具合を防止できる。また、二段軸１１ｅの直径は弁室１０ｂの挿入穴１ｂｃの直径よりも大きいので、高圧がかかった際に逆止弁１１の可撓部１１ｂが反り返り、挿入穴１ｂｃから抜けてしまう不具合が防止できる。   By providing the two-stage shaft portion 11e, it is possible to prevent the entire flexible portion 11b from sticking to the entire surface on which the valve chamber inlet 1ba is formed. In addition, since the diameter of the two-stage shaft 11e is larger than the diameter of the insertion hole 1bc of the valve chamber 10b, the flexible portion 11b of the check valve 11 warps and falls out of the insertion hole 1bc when high pressure is applied. Can be prevented.

以下に、ポンプの動作を示す。圧電振動子１ａを駆動しないときには、ポンプが非駆動となり、弁室１０ａ及び弁室１０ｂに設けられている逆止弁１１の可撓部１１ｂが流路を塞ぐ。圧電振動子１ａに電圧を印加することによりダイヤフラム１ｂに屈曲振動が生じ、以下の二種類の動作が交互に表れる。   The operation of the pump is shown below. When the piezoelectric vibrator 1a is not driven, the pump is not driven, and the flexible portion 11b of the check valve 11 provided in the valve chamber 10a and the valve chamber 10b closes the flow path. By applying a voltage to the piezoelectric vibrator 1a, bending vibration is generated in the diaphragm 1b, and the following two kinds of operations appear alternately.

圧電振動子１ａ及びダイヤフラム１ｂからなる駆動部１がポンプ室２０側と反対の方向に凸に変形したとき、ポンプ室２０の体積が大きくなり、ポンプ室２０内が負圧になる。このとき、弁室１０ａ側に設けられた逆止弁１１の可撓部１１ｂが流路を解放するように撓み、流体が弁室流入口１２から流れ込む。このとき、弁室１０ｂ側に設けられた逆止弁１１は流路を塞ぐ。   When the drive unit 1 composed of the piezoelectric vibrator 1a and the diaphragm 1b is deformed so as to protrude in the direction opposite to the pump chamber 20 side, the volume of the pump chamber 20 increases and the inside of the pump chamber 20 becomes negative pressure. At this time, the flexible portion 11b of the check valve 11 provided on the valve chamber 10a side is bent so as to release the flow path, and the fluid flows from the valve chamber inlet 12. At this time, the check valve 11 provided on the valve chamber 10b side closes the flow path.

次いで、圧電振動子１ａ及びダイヤフラム１ｂからなる駆動部１がポンプ室２０側に凸に変形したとき、ポンプ室２０の体積が小さくなり、ポンプ室２０内が正圧になる。このとき、弁室１０ｂ側に設けられた逆止弁１１の可撓部１１ｂが流路を解放するように撓み、流体が弁室流出口１３からポンプ室外に押し出される。一方で、弁室１０ａ側に設けられた逆止弁１１は流路を塞ぎ、流体の逆流を防ぐ。この動作を繰り返すことによって、流体を一方向へ流すことができる。   Next, when the drive unit 1 composed of the piezoelectric vibrator 1a and the diaphragm 1b is deformed so as to protrude toward the pump chamber 20, the volume of the pump chamber 20 becomes small, and the inside of the pump chamber 20 becomes positive pressure. At this time, the flexible portion 11b of the check valve 11 provided on the valve chamber 10b side bends so as to release the flow path, and the fluid is pushed out from the valve chamber outlet 13 to the outside of the pump chamber. On the other hand, the check valve 11 provided on the valve chamber 10a side closes the flow path and prevents the backflow of fluid. By repeating this operation, the fluid can flow in one direction.

本発明では、逆止弁１１の剛性を異ならせるために、逆止弁１１の可撓部１１ｂの一部分に、周囲より厚みが薄く段差のある凹部（以下、スリット）１１ｄが設けられている。剛性は、材質から決定されるヤング率×弾性二次モーメントから導き出せる。   In the present invention, in order to vary the rigidity of the check valve 11, a concave portion (hereinafter referred to as a slit) 11 d having a step thickness that is thinner than the periphery is provided in a part of the flexible portion 11 b of the check valve 11. The rigidity can be derived from Young's modulus determined from the material × elastic second moment.

本実施形態では、支持部１１ａから可撓部１１ｂの外周部に向かって放射線状に広がる扇形のスリット１１ｄを設けている。スリット１１ｄは、逆止弁１１のシール面１１ｃを含むように設けられている。シール面１１ｃとは、可撓部１１ｂのうち、弁室１０ａまたは１０ｂの内壁と接触している面である。このように構成しているので、弁室流入口１ｂａから順方向の圧力が加わった際に、スリット１１ｄの部分が逆止弁１１と弁室１０ｂの内壁が離れる起点として作用し、スリット１１ｄ以外の可撓部１１ｂもスリット１１ｄの部分が離れる力に引っ張られ、容易に逆止弁１１全体を撓ませることができる。   In the present embodiment, a fan-shaped slit 11d that spreads radially from the support portion 11a toward the outer peripheral portion of the flexible portion 11b is provided. The slit 11 d is provided so as to include the seal surface 11 c of the check valve 11. The sealing surface 11c is a surface in contact with the inner wall of the valve chamber 10a or 10b in the flexible portion 11b. With this configuration, when forward pressure is applied from the valve chamber inlet 1ba, the slit 11d portion acts as a starting point where the check valve 11 and the inner wall of the valve chamber 10b are separated from each other. The flexible portion 11b is also pulled by the force that separates the slit 11d, and the entire check valve 11 can be easily bent.

スリット１１ｄは、弁室流入口１ｂａの近傍に設けられている。このように構成しているので、弁室流入口１ｂａから加わった順方向の圧力が直接逆止弁１１の剛性が低い部分を押し上げて、より低い順方向の圧力で逆止弁１１を撓ませることができるため、ポンプを効率よく駆動させることができる。   The slit 11d is provided in the vicinity of the valve chamber inlet 1ba. With this configuration, the forward pressure applied from the valve chamber inlet 1ba directly pushes up the low rigidity portion of the check valve 11 and deflects the check valve 11 with a lower forward pressure. Therefore, the pump can be driven efficiently.

本発明の逆止弁１１の剛性を異ならせる方法については、本実施形態のようにスリット１１ｄに限るものではなく、任意に変更可能である。例えば、逆止弁全体の厚みを一様にして、剛性が低い部分をシリコンゴムにより形成し、剛性が高い部分をシリコンゴムに樹脂コートまたは金属コートを加えたもの等により形成してもよい。スリットの形状も扇形に限るものではなく、直線状、円状等の形状としてもよい。   The method of varying the rigidity of the check valve 11 of the present invention is not limited to the slit 11d as in this embodiment, and can be arbitrarily changed. For example, the thickness of the entire check valve may be uniform, a portion having low rigidity may be formed of silicon rubber, and a portion having high rigidity may be formed by adding a resin coat or a metal coat to silicon rubber. The shape of the slit is not limited to a fan shape, and may be a linear shape, a circular shape, or the like.

また、本実施形態では、ポンプ室天板３が上側に、底板６３が下側になるようにして試作を行った。そのため、図２において最上層と最下層とに位置する部品の名称を便宜上「ポンプ室天板」「底板」としている。   In the present embodiment, the prototype was made with the pump chamber top 3 on the upper side and the bottom plate 63 on the lower side. Therefore, in FIG. 2, the names of the parts positioned in the uppermost layer and the lowermost layer are “pump chamber top plate” and “bottom plate” for convenience.

（変形例１）
図４は本実施形態に係るポンプ１００における逆止弁の変形例を示す斜視図である。この逆止弁２１は、支持部２１ａから可撓部２１ｂの外周に放射線状に広がる扇形のスリット２１ｄが複数設けられたものである。スリット２１ｄを複数設けることで、逆止弁２１と弁室１０ｂの壁が離れる起点を複数形成することができる。 (Modification 1)
FIG. 4 is a perspective view showing a modification of the check valve in the pump 100 according to this embodiment. This check valve 21 is provided with a plurality of fan-shaped slits 21d extending radially from the support portion 21a to the outer periphery of the flexible portion 21b. By providing a plurality of slits 21d, a plurality of starting points where the check valve 21 and the wall of the valve chamber 10b are separated can be formed.

（変形例２）
図５は本実施形態に係るポンプ１００における逆止弁の変形例を示す斜視図と側面図である。この逆止弁３１は、可撓部３１ｂの一部を、支持部３１ａから可撓部３１ｂの外周へと、緩やかに薄くなるように形成されたものであり、ちょうど図３のスリット１１ｄの境界をなだらかにしたような形状をしている。この方法により、スリットを入れずに剛性を部分的に変えることができる。 (Modification 2)
FIG. 5 is a perspective view and a side view showing a modification of the check valve in the pump 100 according to the present embodiment. The check valve 31 is formed so that a part of the flexible portion 31b is gradually thinned from the support portion 31a to the outer periphery of the flexible portion 31b, and just at the boundary of the slit 11d in FIG. It has a shape that gently smoothes. By this method, the rigidity can be partially changed without a slit.

（変形例３）
図６は本実施形態に係るポンプ１００における逆止弁の変形例を示す斜視図である。この逆止弁４１は、支持部４１ａから可撓部４１ｂの中ほどまで扇形に広がるスリット４１ｄが設けられたものである。剛性の変化による効果を得るためには、少なくともシ−ル面４１ｃにスリット４１ｄが形成されていることが望ましく、可撓部４１ｂの外周端部までスリット４１ｄが入っていなくてもよい。 (Modification 3)
FIG. 6 is a perspective view showing a modification of the check valve in the pump 100 according to the present embodiment. The check valve 41 is provided with a slit 41d that extends in a fan shape from the support portion 41a to the middle of the flexible portion 41b. In order to obtain the effect due to the change in rigidity, it is desirable that the slit 41d is formed at least on the seal surface 41c, and the slit 41d may not be provided up to the outer peripheral end of the flexible portion 41b.

本実施形態では、ポンプの駆動部１を圧電振動子としたが、これに限るものではない。例えば、駆動部１を電磁式やモータ等としてもよい。   In the present embodiment, the pump drive unit 1 is a piezoelectric vibrator, but the present invention is not limited to this. For example, the drive unit 1 may be an electromagnetic type or a motor.

１００、２００…ポンプ
１…駆動部
１ａ、５１ａ…圧電振動子
１ｂ、５１ｂ…ダイヤフラム
２、５２…ポンプ本体
１０ａ、１０ｂ、１１０ａ、１１０ｂ…弁室
１１、２１、３１、４１、１１１…逆止弁
１１ａ、２１ａ、３１ａ、４１ａ、１１１ａ…支持部
１１ｂ、２１ｂ、３１ｂ、４１ｂ、１１１ｂ…可撓部
１１ｃ、２１ｃ、３１ｃ、４１ｃ…シール面
１１ｄ、２１ｄ、４１ｄ…スリット
１１ｅ…二段軸
１２、１ｂａ…弁室流入口
１３、１ｂｂ…弁室流出口
１ｂｃ…挿入穴
２０…ポンプ室
６０…流路板
６０ａ…流路溝
６１…ポンプ室板
６１ａ…ポンプ室板の孔
６１ｂ、６１ｃ…ポンプ室板の溝
６２…弁室板
６２ａ、６２ｂ…弁室板の孔
６３…底板
６４…流体保持用部材
６５…ポンプ室天板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100, 200 ... Pump 1 ... Drive part 1a, 51a ... Piezoelectric vibrator 1b, 51b ... Diaphragm 2, 52 ... Pump main body 10a, 10b, 110a, 110b ... Valve chamber 11, 21, 31, 41, 111 ... Check valve 11a, 21a, 31a, 41a, 111a ... support portions 11b, 21b, 31b, 41b, 111b ... flexible portions 11c, 21c, 31c, 41c ... seal surfaces 11d, 21d, 41d ... slit 11e ... two-stage shafts 12, 1ba ... valve chamber inlet 13, 1bb ... valve chamber outlet 1bc ... insertion hole 20 ... pump chamber 60 ... channel plate 60a ... channel groove 61 ... pump chamber plate 61a ... pump chamber plate holes 61b, 61c ... pump chamber plate Groove 62 ... valve chamber plate 62a, 62b ... hole 63 in valve chamber plate ... bottom plate 64 ... fluid retaining member 65 ... top plate of pump chamber

Claims (5)

弁室流入口、弁室流出口及び弁室流入口の開閉を行う逆止弁を有する一対の弁室、ならびに前記弁室と連通しているポンプ室を備えているポンプ本体と、前記ポンプ室の体積を変化させるための駆動部とを備え、
前記逆止弁は支持部及び前記支持部に支持された可撓部から構成されており、前記逆止弁の可撓部は剛性を部分的に異ならせることを特徴とするポンプ。 A pump body having a valve chamber inlet, a valve chamber outlet and a pair of valve chambers having a check valve for opening and closing the valve chamber inlet, and a pump chamber communicating with the valve chamber; and the pump chamber And a drive unit for changing the volume of
The check valve is composed of a support portion and a flexible portion supported by the support portion, and the flexible portion of the check valve partially varies in rigidity. 前記逆止弁の可撓部は厚みの薄い部分と厚い部分から成ることを特徴とする請求項１に記載のポンプ。   The pump according to claim 1, wherein the flexible portion of the check valve includes a thin portion and a thick portion. 前記逆止弁の可撓部は剛性の低い部分と高い部分から成り、前記剛性の低い部分は前記剛性の高い部分より領域が小さいことを特徴とする請求項１または２に記載のポンプ。   3. The pump according to claim 1, wherein a flexible portion of the check valve includes a low rigidity portion and a high rigidity portion, and the low rigidity portion has a smaller area than the high rigidity portion. 前記逆止弁の剛性の低い部分には、前記逆止弁のシール面を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかのうち１項に記載のポンプ。   The pump according to any one of claims 1 to 3, wherein the check valve has a low rigidity portion including a seal surface of the check valve. 前記シール面は、前記弁室流入口の近傍にあることを特徴とする請求項１〜４のいずれかのうち１項に記載のポンプ。   The pump according to claim 1, wherein the sealing surface is in the vicinity of the valve chamber inlet.
JP2010118557A 2010-05-24 2010-05-24 pump Expired - Fee Related JP5440380B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010118557A JP5440380B2 (en) 2010-05-24 2010-05-24 pump

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010118557A JP5440380B2 (en) 2010-05-24 2010-05-24 pump

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011247106A true JP2011247106A (en) 2011-12-08
JP5440380B2 JP5440380B2 (en) 2014-03-12

Family

ID=45412690

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010118557A Expired - Fee Related JP5440380B2 (en) 2010-05-24 2010-05-24 pump

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5440380B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54106749A (en) * 1978-02-10 1979-08-22 Hitachi Ltd Umbrella-shaped valve
JPS6288891U (en) * 1985-11-25 1987-06-06
JPH02245482A (en) * 1989-03-17 1990-10-01 Seiko Epson Corp Piezoelectric micropump

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS54106749A (en) * 1978-02-10 1979-08-22 Hitachi Ltd Umbrella-shaped valve
JPS6288891U (en) * 1985-11-25 1987-06-06
JPH02245482A (en) * 1989-03-17 1990-10-01 Seiko Epson Corp Piezoelectric micropump

Also Published As

Publication number Publication date
JP5440380B2 (en) 2014-03-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4873014B2 (en) Piezoelectric micro blower
JP5170250B2 (en) Piezoelectric pump
JP6617821B2 (en) Fluid control device
US9334858B2 (en) Disc pump with perimeter valve configuration
EP3660308B1 (en) Two-cavity disc pump
CN112204256B (en) Pump and method of operating the same
JP4957480B2 (en) Piezoelectric micro pump
JP6904436B2 (en) Pump and fluid control
JP5999200B2 (en) Fluid control device and pump connection method
WO2014196102A1 (en) Rapid-discharge-valve structural body and diaphragm pump
JP2009156454A (en) Check valve
TW200307785A (en) Piezoelectrically driven fluid pump
JP2007092677A (en) Pump device
WO2013158897A1 (en) Disc pump valve with performance enhancing valve flap
WO2018021514A1 (en) Valve and gas control device
EP2438335A1 (en) Valve
JP5429317B2 (en) Piezoelectric micro pump
US11879449B2 (en) Piezoelectric pump with vibrating plate, protrusion and valve arrangement
JP2009097393A (en) Piezoelectric micro blower
JP5440380B2 (en) pump
JP2007198147A (en) Diaphragm pump
JP2002130137A (en) Piezoelectric pump
JP6769568B2 (en) Pump and fluid control
JP2010084527A (en) Piezoelectric pump

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130117

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130822

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130828

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131025

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131119

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131202

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5440380

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees